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最新0714081.0724081工程热力学a卷答案

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内

不
要
答
题
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河南城建学院2009—2010学年第二学期期末考试（试）
《工程热力学》试题（A卷）
供 建环、热动 专业 0714081/2、072408 1/2/3班使用 2010年6月
题 号 一 二 三 四 五
总 分
得 分
阅卷人
本套试卷共 4 页
一、填空题（每题2分，共20分）
1.如果热力系处于_不平衡_状态，则不能在状态参数坐标图上表示。
2.当设备中工质的压力低于环境压力时，若测得真空Pv=0.08MPa，环境压力Pa=0.1MPa，
则工质的绝对压力P= 0.02 MPa。
3.在国际单位制中压强的单位是Pa。
4.根据稳定流动能量方程，动力机的能量方程可简化为s12whh。
5.将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内，若二个容器内气体的温度相等，
则两者压力的大小为22HOPP。

6. 在研究可压缩流体时，引进马赫数这个无因次量，其表达公式为 cMa
7.在混合气体的计算中，质量分数与摩尔分数之间需要换算，换算的依据是质量、摩尔数和
分子量 之间的关系。
8.设有一卡诺机工作于600℃和30℃热源之间，卡诺机在循环工作中从高温热源吸热
1000kJ，则向低温热源的放热为 950kJ 。
9.水蒸汽定压加热过程水吸热生成过热蒸汽必需经历五种状态变化，即未饱和水、饱和水、 湿
饱和蒸汽 、干饱和蒸汽及过热蒸汽状态。
10. 1．假设工质在一可逆过程中体积由0.1 m3增加到0.3 m3，压力随体积的变化为
p=0.24-0.4V (式中p的单位为MPa，V的单位为m3)，工质在该过程所做的膨胀功W=32kJ。
二、判断题（每题1分，共10分）
1。在亚音速状态下的气体，经过渐缩喷管不能获得超音速气流（对）。
2 绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增（对）。
3稳定状态不一定是平衡状态（对）
4 平衡状态是指在没有外界作用的条件下，热力系宏观性质不随时间变化的状态（对）。
5 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数（错）。
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6闭口系
统进行一
个过程后，如果熵减少了，肯定是它向外界散出了热量。（对） 7 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数（错）。 8 理想气体绝热节流后温度不变（对）。 9 在φ=1时，干球温度t湿球温度tw和露点温度td不相等（错）。 10任何动力循环，循环净功w0总等于循环净热量q0，即总有w0= q0（对）

三、简答题（共20分）
1、简述可逆过程与不可逆过程的区别（5分）

可逆过程沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后，给系统和外界均没有留下任何影响；不
可逆过程沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后将给外界留下某种不可消除的影响。

2、证明：同种工质在参数坐标图上（比如P-V图）的两条绝热线不可能相交。（提示：若相
交则违反热力学第二定律）（5分）
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3. 为什么
说湿空气

中的水蒸气常常处于过热状态或未饱和状态？（5分） 从温度关系上看：通常湿空气中的水蒸气很少，即水蒸气的分压力Pv很低，这个分压力Pv所对的饱和温度ts(Pv)也很低，而实际水蒸气(也是湿空气)所处的温度较高，总有t> ts(Pv)，所以湿空气中的水蒸汽往往处于过热状态。 从压力关系上看：由于湿空气中水蒸气很少，水蒸气的分压力Pv很低，而水蒸气实际所处温度t所对的水蒸气饱和压力Psv(t)较高。一般总有Pv精品文档
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五、计算题（40分）
1. m=1.5kg空气按可逆定温过程由初态T1=328K,P1=0.25×106Pa变化到终态P2=0.15×
106Pa，空气的Rr=0.287KJ/(kg·k)，试求此定温过程的Q、W、△U、△H。(8分)

.Q=mRrTln21PP=1.5×0.287×328×lnKJ1.721015.01025.066
W=mRrTln21PP=Q=72.1KJ
△U=mCv(T2－T1)=0
△H=mCp(T2－T1)=0
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2某热机在每个循环中从T1=600K的高温热源吸收Q1=419kJ的热量和可逆地向T2=300K的低温热源假设分别排出(1)Q2=209.5kJ；(2) Q2=314.25kJ；(3) Q2=104.75kJ热量，请用两种方法计算证明，在这三种情况中，哪个是不可逆的、哪个是可逆的和哪个是不可能的？并对不可逆循环计算出其不可逆损失，大气环境温度T0=300K（12分） 1．采用孤立系统熵增原理证明 (1) 1212419209.5()0600300QQSTT孤，可逆 (2) 1212419314.25()0.3492/0600300QQSkJKTT孤，不可逆 (3) 1212419104.75()0600300QQSTT孤，不可能 (4) 0()3000.3492104.76LTSkJ孤 2．采用卡诺定理证明 21300110.5600tcTT (1)21209.5110.5419ttcQQ 可逆 (2) 21341.251110.750.25419ttcQQ，不可逆 (3) 21104.751110.250.75419ttcQQ，不可能 (4) 104.76LkJ 3．采用克劳修斯积分计算证明 (1)1212419209.50600300QQTT，可逆 (2)1212419314.250.3492/0600300QQkJKTT,不可逆

(3)1212419104.750600300QQTT，不可能
(4) 104.76LkJ
3一卡诺机工作在800℃和20℃的两热源间，试求：
（1） 卡诺机的热效率；
（2） 若卡诺机每分钟从高温热源吸入1000 kJ热量，此卡诺机净输出功率为多少kW？
（3） 求每分钟向低温热源排出的热量。(8分)

（1）202731172.7%800273LcHTT

（2）000.727100012.12()606060cHWQPkW
（3）(1)1000(10.727)273LHcQQkJ
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4如图所示的汽缸，其内充以空气。汽缸截面积为100 cm2，活塞距离底面高度H=10 cm，
活塞以及其上重物的总质量为195kg。当地的大气压力为102 kPa，环境温度27℃。当汽缸
内的气体与外界处于热平衡时，把重物拿去100kg，活塞突然上升，最后重新达到热力平衡。
假定活塞和汽缸壁之间无摩擦，气体可以通过汽缸壁与外界充分换热，空气视为理想气体，
试求活塞上升的距离和气体的换热量。
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解 （１）确定空气的初始状态参数 11be1mgppppA 23a-42195kg9.8m/s10210P+10010m a293.1kP 42233110010m1010m10mVAH 1(273+27)K=300KT （２） 定拿去重物后，空气的终止状态参数
由于活塞无摩擦，又能充分与外界进行热交换，故当重新达到平衡时，汽缸内的压力和
温度与外界的压力和温度相等。则
2
2outbe2b

mg
pppppA

2
a
-42

(195-100)kg9.8m/s10210P10010m


192.3kPa

2
300KT

由理想气体状态方程gpVmRT及12TT，可得
53333121522.93110Pa10m1.52410m1.92310PapVVp





活塞上升距离
3334221()/(1.5241010)m/(10010m)HVVA


25.2410m5.24cm


对外做功量
3333out21.92310Pa(1.5241010)m100.5JWpVpV


由闭口系能量方程
QUW

由于12TT，故12UU（理想气体的热力学能仅取决于温度，这将在下一章予以证明）。
则 100.8JQW（系统由外界吸入的能量）

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工程热力学思考题答案

工程热力学思考题答案

工程热力学思考题及答案第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。

稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。

2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。

对不对，为什么？答：这种说法是不对的。

工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。

但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。

3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。

稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。

平衡状态并非稳定状态之必要条件。

物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。

平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。

4.假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p = p b+p e(p >p b)，p v=p b−p (p b<p)中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。

当地大气压不一定是环境大气压。

环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。

5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。

6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。

由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。

7.促使系统状态变化的原因是什么？答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。

8.(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。

工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)

工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)

工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版第1章 基本概念及定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答：否。

当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。

2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。

这种观点对不对，为什么? 答：不对。

“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。

热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。

物质并不“拥有”热量。

一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。

⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。

因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。

环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。

“当地大气压”并非就是环境大气压。

准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。

⒌温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。

它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。

(完整版)工程热力学习题集附答案

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工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。

2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。

3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。

4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。

5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。

6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。

7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。

（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。

9．熵流是由 引起的。

10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。

11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。

12．绝热系是与外界无 交换的热力系。

13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。

14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。

15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。

16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。

17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。

（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。

19．熵产是由 引起的。

20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。

21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。

22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。

23、热力平衡的充要条件是：（ ）。

24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。

25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。

26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。

31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。

2010《工程热力学与传热学》试卷A

2010《工程热力学与传热学》试卷A

河南理工大学 2010 - 2011 学年第 1 学期《工程热力学与传热学》试卷（A 卷）一、选择题（本题共16分，每题2分）1．绝热中空刚性容器内充入理想气体后，容器内气体的温度比充气前气体的温度（ ）（A ）升高 （B ）降低 （C ）不能确定 2．工质经历了一不可逆的热力循环，则工质熵的变化（ ）（A ）大于零 （B ）等于零 （C ）小于零 3．湿水蒸汽经历一个等温变化过程，则它的焓（ ） （A ）不变 （B ）随干度而增大 （C ）随干度而减小 4．在一个大气压下，100℃的CO 2密度与50℃的O 2密度比较（ ） （A ）前者大 （B ）两者一样大 （C ）后者大 5．与对流换热量成正比的是（ ）（A ）温度 （B ）温度梯度 （C ）温差 6．在湿空气T-S 图上，露点落在（ ）（A ）饱和蒸汽线上 （B ）饱和水线上 （C ）饱和水线和饱和蒸汽线之间7．无内热源的常物性无限高圆筒壁，稳态导热方程 ，其温度分布为（ ）（A ） （B ） （C ）8．一热机按某种循环工作，自温度为T1=2000K 的热源吸收热量1000KJ,向温度为T2=300K 的冷源放热100KJ 。

则该热机为（ ）（A ）可逆热机 （B ）不可逆热机 （C ）不可能热机二、填空题（本题共10分，每小题2分）1．理想气体经一绝热自由膨胀过程至终态，系统内能 ，系统温度。

（填增大，减小或不变）。

2．卡诺机A 工作在627℃和T 的两个热源间，卡诺机B 工作在T 和27℃的两个热源间。

当此两个热机的热效率相等时，T 热源的温度为 K 。

3．冬季取暖，室内温度升高会使人觉得干燥，此时室内的含湿量将 ，室内相对湿度将 。

（填增大，减小或不变）。

4．物体能全部吸收外来射线，这种物体称为 ，物体的单色黑度不随波长而变化的物体称为 。

5．对于实际物体，辐射发射率跟波长有关，还跟 和 有关。

三、判断题（是画√，非画×，本题共10分，每小题1分）1. 容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也不会变化。